論文基于at89c51單片機(jī)的數(shù)字式低頻信號(hào)發(fā)生器(編輯修改稿)
2025-07-13 06:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要這 幾種信 號(hào)的發(fā) 生裝 置。為了 研 究和實(shí) 驗(yàn) 方便，研 制一種 可以靈 活的使 用，功 能相對(duì)比 較 齊 全、使 用 起 來(lái)簡(jiǎn) 單 方便的信 號(hào)源是 非常有 必 要的 。 到了二十一世紀(jì)，伴隨集成電路技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多頻率可過(guò) GHz 的 DDS 芯片，這也推動(dòng)了函數(shù)波形發(fā)生器的進(jìn)一步發(fā)展， 2021 年時(shí)， Agilent 的 33220A就能夠產(chǎn)生 17 種波形，最高的頻率達(dá)到 20M，在 2021 年期間根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示， N6030A 可以 產(chǎn)生 500MHz 的頻率，采樣頻率可達(dá) 。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明函數(shù)波形發(fā)生器在電子設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展迅速，表現(xiàn)在以下方面： 在過(guò)去的發(fā)展階段中，因?yàn)榫窒抻诜N種潛在因素，使得頻率發(fā)展范圍小、應(yīng)用性不強(qiáng)、可控能力和實(shí)施能力弱。但是隨著波形頻率的普及和應(yīng)用，帶動(dòng)了波形發(fā)生器不斷向前發(fā)展，開(kāi)發(fā)性強(qiáng)，方便了復(fù)雜數(shù)據(jù)的整理。波形發(fā)生器的結(jié)構(gòu)模式擁有強(qiáng)大發(fā)展動(dòng)力，波形發(fā)生器能夠做到將一連串直線、定點(diǎn)和平面、集 合函數(shù)把波形相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)。然后再通過(guò)權(quán)威的數(shù)學(xué)理論依據(jù)進(jìn)行合成，把簡(jiǎn)單的數(shù)字公式就轉(zhuǎn)換成了 v=f (t)形式的高等公式，波形方程式由此就產(chǎn)生了。因此大大提高了函數(shù)發(fā)生器的靈活性和變動(dòng)性，繼而對(duì)其他波形發(fā)生器的開(kāi)發(fā)和研究工作起到了導(dǎo)向作用。目前看來(lái)我們可以利用 Visual Basic ,Visual C 等高級(jí)編程程序，這樣就方便從計(jì)算機(jī)上提取波形數(shù)據(jù)，獲取波形變動(dòng)最佳值。 ▲結(jié)合 VXI 資源。如今，波形發(fā)生器以獨(dú)立性和實(shí)用性的設(shè)計(jì)理念緊隨時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)獨(dú)立的儀器設(shè)備和實(shí)用價(jià)值的插卡、 VXI 模塊進(jìn)行實(shí)施活 動(dòng)。但是 VXI 總線的成熟和對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求很高，在很多方面都需要使用 VXI 系 5 統(tǒng)來(lái)測(cè)量產(chǎn)生的復(fù)雜波形， VXI 的系統(tǒng)則提供了很好的優(yōu)越性，但開(kāi)發(fā) VXI 模塊的周期較長(zhǎng)，而且需要專業(yè)的 VXI 機(jī)箱，使得波形發(fā)生器的 VXI 模塊僅僅只能在軍事、航空和國(guó)防等大型方面使用。在民用方面， VXI 模塊還不如臺(tái)式儀器方便。 國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和國(guó)家軟實(shí)力不斷增強(qiáng)，信息技術(shù)在優(yōu)良環(huán)境下穩(wěn)步向前發(fā)展，在經(jīng)歷了發(fā)展低谷期之后，重整旗鼓，創(chuàng)造另一方發(fā)展天地。通過(guò)不斷的改革創(chuàng)新，追求新形式、新資源，儀器設(shè)備在外形方面也有了很大改變，并且添加了許 多以往不曾有的功能特效，實(shí)施能力強(qiáng)，工作效率高。在價(jià)格和質(zhì)量方面具有更大的進(jìn)步性，不僅價(jià)格低而且質(zhì)量高。與之前的產(chǎn)品相比，提高更好地質(zhì)量服務(wù)。 國(guó)內(nèi)外波形發(fā)生器產(chǎn)品比較 20 世紀(jì) 70 到 80 年代，美國(guó) Wavetek 和日本的東亞電波工業(yè)兩大主要公司以真實(shí)性贏取消費(fèi)群體的認(rèn)可和贊同，分別展示了最高的取樣頻率為 5MHz ，能夠組成 256 個(gè) 點(diǎn) (存儲(chǔ)長(zhǎng)度 )的 波形數(shù)據(jù)，垂直分辨率為 8bit，以高品質(zhì)信息能源方式應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、化學(xué) 研究領(lǐng)域、物理研究領(lǐng)域。歷經(jīng) 30 年，隨著其他電子設(shè)備開(kāi)發(fā)軟件的更新、數(shù)字媒體技術(shù)的創(chuàng)新、生產(chǎn)設(shè)備的高效發(fā)展，波形發(fā)生器也經(jīng)歷了質(zhì)變過(guò)程，有了更大的發(fā)展空間，操作流程更簡(jiǎn)潔化、質(zhì)量化，保證了波形輸出的可靠性。由于操作方便，控制性強(qiáng)，新增的編輯功能多，便于工作的管理和實(shí)施。 2 方案論證與比較 我們要具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)不同的場(chǎng)合和應(yīng)用形式，慎重、合理選用不同種類的波形發(fā)生器，不同規(guī)格的發(fā)生器會(huì)有不同的實(shí)現(xiàn)效果，因此要選擇不同的設(shè)計(jì)方案。通常情況下，波形發(fā)生器大致為方形、多方形、圓形、正弦波和三角波等形 式。但是有些使用場(chǎng)合有著明確使用規(guī)定，根據(jù)要求進(jìn)行采用。不同的波形有著同等的指標(biāo)，頻率、幅度、穩(wěn)定性、時(shí)間、速度等。其中，占空比例外的，它是脈沖波形的專屬要求。波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)思路也會(huì)不同，設(shè)計(jì)方案具體為專門軟件設(shè)計(jì)、專門硬件設(shè)計(jì)、軟件硬件相結(jié)合三種主要方法。 方案一 利用純硬件設(shè)計(jì)波形發(fā)生器的方法在最開(kāi)始發(fā)展階段，大都是采用運(yùn)算放大器和元件主要設(shè)計(jì)元素，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單的波形設(shè)計(jì)，得到的波形有方形波、正弦 6 波、三角波。 工作原理也很單一：剛開(kāi)始產(chǎn)生正弦波，然后通過(guò)波形變換來(lái)實(shí)現(xiàn)方波與三角波。在波形后面 加上一級(jí)放大電路，就能夠利用波形變換這個(gè)途徑使波形輸出實(shí)現(xiàn)最佳效果，再借助開(kāi)關(guān)控制電路進(jìn)行波形的靈活轉(zhuǎn)換，通過(guò)變換電路相關(guān)數(shù)值進(jìn)行幅度、頻率和其他相關(guān)指標(biāo)的改變。嚴(yán)格篩選器件和優(yōu)化電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)、配置有效資源能夠大幅度提升波形發(fā)生器的穩(wěn)定性、精確性和優(yōu)化性。在純硬件設(shè)計(jì)法的實(shí)踐過(guò)程中，其實(shí)正弦波的設(shè)計(jì)原理也是同樣的，設(shè)計(jì)方案很多，各不相同，電路的形式有三大類： LC、 RC 和石英晶體振蕩器。則 LC 振蕩器適合投入到 Hz 至幾百 MHz 的高頻率信號(hào)的生產(chǎn)中去；石英晶體振蕩器則能產(chǎn)生幾百 kHz 至幾十 MHz 的高頻率信號(hào)，還能 夠有效保障它的穩(wěn)定性能；對(duì)于低頻率而言的 RC 振蕩電路，主要分為氏橋振蕩電路、雙 T 網(wǎng)絡(luò)式和移相式振蕩電路等，而且文氏橋振蕩電路是應(yīng)用最為廣泛的。如今要想實(shí)現(xiàn)波形發(fā)生器的最直接、最有效的方法就是采用單片組成函數(shù)
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